Viviendo en la Zona Galáctica Peligrosa

 

No todos los lugares dentro de una galaxia experimentan las mismas condiciones de habitabilidad – algunas partes son letales gracias a las supernovas, mientras que otras no poseen suficientes elementos pesados para permitir el desarrollo de planetas rocosos y vida. Imagen: El Hubble Heritage Team (AURA/STScI/NASA)

Sabemos con certeza que existe vida en la Vía Láctea: esa vida somos nosotros. Los científicos están constantemente intentando entender más sobre como la vida en nuestro planeta llegó a aparecer y las condiciones que deben cumplirse para su supervivencia, y si esas condiciones se pueden replicar en otras partes del Universo. Resulta que mirar a nuestra galaxia en toda su extensión, en vez de centrarse solo en las propiedades que facilitan la vida de nuestro planeta o incluso en la habitabilidad de regiones de nuestro propio Sistema Solar, es un buen lugar para empezar.

Cuán lejos nuestro planeta orbita alrededor del Sol, junto con otros factores como la composición atmosférica, el ciclo del carbono y la existencia de agua, ha dicho mucho a los astrónomos sobre las condiciones que se requieren para que la vida no sólo se origine, sino que sobreviva en mundos rocosos. Esta distancia desde una estrella se denomina simplemente, como la “Zona Habitable” o, a veces la “Zona Ricitos de Oro”, porque las condiciones aquí no son ni demasiado calientes ni demasiado frías para que el agua sea líquida en la superficie del planeta – las condiciones justas para que la vida, tal como la conocemos, pueda prosperar.

La Teoría Copernicana nos dice que nuestro mundo es un planeta rocoso típico en un sistema planetario típico. Este concepto ha llevado a algunos astrónomos a empezar a pensar en más grande, mucho más allá de la simplicidad de un solo sistema planetario, a una escala mucho mayor. Los astrónomos están explorando si existe una Zona Galáctica Habitable (GHZ) en nuestra galaxia – una región de la Vía Láctea que conduzca a la formación de sistemas planetarios con planetas habitables. La Zona Galáctica Habitable implica que si existen condiciones justas para un planeta alrededor de una estrella, entonces lo mismo se puede aplicar a una galaxia.

Este concepto fue introducido por primera vez por el geólogo y paleontólogo Peter Ward y Donald Brownlee, un astrónomo y un astrobiólogo, en su libro “Tierra Rara” (“Rare Earth”). La idea de una GHZ sirvió como un punto de vista antagónico al principio de Copérnico. A pesar de científicos como Carl Sagan y Frank Drake a favor de la teoría de la mediocridad basada en el modelo de Copérnico, que apoya la probabilidad de que el universo hospede otras formas de vida compleja, Ward y Brownlee estaban seguros de que nuestra Tierra y las condiciones dentro de nuestra galaxia que permiten que evolucione la vida son extremadamente raras. Su respuesta a la famosa paradoja de Fermi – si los extraterrestres son comunes, ¿por qué no es evidente su existencia? – es que la vida extraterrestre más compleja que los microbios no es para nada muy común, ya que requiere una serie de factores, cada uno de baja probabilidad, que entren en juego. En resumen, Ward y Brownlee han sugerido que gran parte de la Galaxia era inhóspita para la vida compleja. En su opinión, sólo un estrecho cinturón alrededor de la Galaxia era fértil: la Zona Galáctica Habitable.

Una supernova esteriliza un mundo extraño en esta ilustración artística. Crédito de la imagen: David A Aguilar (CfA)

Desde entonces, muchos astrónomos han estudiado la idea de la GHZ. No todos creen que sustente necesariamente la hipótesis de la Tierra Rara de Ward y Brownlee.

Una reciente evaluación de la GHZ, por Michael Gowanlock del NASA Astrobiology Institute, y sus colegas de la Trent University, David Patton y McConnell Sabine, ha sugerido que mientras que el sector interno de la Vía Láctea podría ser el más peligroso, también es más probable que sustente mundos habitables.

Su artículo, aceptado para publicación en la revista Astrobiology, modeló la habitabilidad en la Vía Láctea en base a tres factores: las tasas de supernova, la metalicidad (la abundancia de elementos pesados, que se utiliza como indicador de la formación de planetas) y el tiempo necesario para que la vida compleja evolucione. Encontraron que, aunque la mayor densidad de estrellas en el interior de la galaxia (a una distancia de 8.100 años luz del centro galáctico) significa que más supernovas explotaron, con más planetas siendo esterilizados por la radiación de estas estrellas en explosión, las probabilidad de encontrar un planeta habitable era diez veces mayor que en la Galaxia exterior.

Esto contradice estudios previos que, por ejemplo, sugirieron que la GHZ era un cinturón alrededor de la Galaxia a distancias entre 22.800 años luz (7 kiloparsecs) y 29.300 años luz (9 kiloparsecs) del centro galáctico. Lo que es evidente es que el Sol gira alrededor de la Galaxia a una distancia de unos 26.000 años luz (8 kiloparsecs) – mucho más allá de la GHZ propuesta por el equipo de Gowanlock. ¿Por qué su propuesta de zona galáctica habitable es tan diferente?

“Asumimos que la metalicidad escala con la formación de planetas“, dice Gowanlock. Los elementos pesados son producidos por las estrellas moribundas, y cuantas más generación de estrellas haya habido, mayor es la producción de estos elementos (o “metales” como son llamados por los astrónomos). Históricamente, la mayor cantidad de formación estelar se ha producido en la región interior de la Vía Láctea. “El interior de la Galaxia es la más rica en metales, y la Galaxia exterior es la más pobre en metales. Por lo tanto el número de planetas es mayor en el interior de la Galaxia, ya que la metalicidad y la densidad estelar son las más altas en esta región.”

Sin embargo, entre tanta formación estelar se esconde un peligro: las supernovas. El equipo de Gowanlock simuló los efectos de las dos formas más comunes de supernovas – las enanas blancas en acreción que producen supernovas de tipo Ia, y el colapso de estrellas masivas de tipo II de supernovas.

Ilustración artística de un planeta potencialmente habitable alrededor de una estrella similar al Sol. La habitabilidad de tales mundos no sólo depende de las condiciones en el planeta y su distancia de la estrella. También puede depender de donde se encuentra en la Galaxia. Imagen: ESO/M Kornmesser

Las mediciones de la abundancia galáctica del isótopo aluminio-26, que es un subproducto común de supernovas de tipo II, han permitido a los astrónomos determinar que una supernova explota en promedio una vez cada 50 años. Entretanto, los estudios anteriores han indicado que una supernova puede tener un efecto perjudicial en cualquier planeta habitable hasta 30 años luz.

“En nuestro modelo, se asume que la acumulación de oxígeno y la capa de ozono son necesarios para la aparición de vida compleja”, dice Gowanlock. “Las supernovas pueden agotar la capa de ozono en la atmósfera. Por lo tanto, la supervivencia de la vida compleja en el suelo está en riesgo cuando una supernova cercana agota suficientemente una importante fracción de la capa de ozono en la atmósfera de un planeta.”

El equipo descubrió que en algún momento de sus vidas, la mayoría de las estrellas de nuestra Galaxia se bañarán en la radiación de una supernova cercana, mientras que alrededor del 30% de las estrellas permanecen intactas o no esterilizadas. “La esterilización se produce en un planeta que está más o menos [a distancia] entre 6,5 y 98 años luz, dependiendo de las supernovas”, dice Gowanlock. “En nuestro modelo, las distancias de esterilización no son iguales, ya que algunas supernovas son más letales que otras.”

Aunque las regiones exteriores de la Galaxia, con su menor densidad de estrellas y menos supernovas, son generalmente más seguras, la mayor metalicidad en el interior de la galaxia significa que la posibilidad de encontrar un mundo no esterilizado y habitable es diez veces mayor, según el modelo de Gowanlock. Sin embargo, su modelo no establece que ninguna región de la galaxia sea inhabitable, sólo que es menos probable encontrar planetas habitables en otros lugares.

Esto explica por qué nuestro Sistema Solar puede residir muy lejos de la región interior, y también da esperanza a SETI – el modelo de Gowanlock propone que hay regiones donde es aún más probable que haya vida, y muchas búsquedas de SETI ya están dirigidas al centro de la galaxia.

Una imagen de múltiples longitudes de onda del centro de la Vía Láctea. El mayor número de estrellas y planetas rocosos residen hacia el centro galáctico, pero ahí es donde también se producen la mayoría de las supernovas. Imagen: NASA/JPL-Caltech/ESA/CXC/STScI

Sin embargo, no todos están a favor del nuevo modelo. Ward y Brownlee señalaron que la posición del Sol en la Galaxia es mucho más favorable porque los planetas que danzan alrededor de estrellas que están muy cerca del centro de la Galaxia son más propensos a tener una órbita perturbada por la gravedad de otra estrella que ha vagado demasiado cerca. Otros ponen en duda algunos de los supuestos realizados en la investigación, tales como la exactitud del porcentaje de planetas que son habitables de la Galaxia (1,2 por ciento), o que los mundos fijados por marea pueden ser habitables.

“Los autores pueden estar haciendo algunas suposiciones que no están muy bien justificadas”, dice el profesor Jim Kasting de la Penn State University y autor de “Cómo encontrar un planeta habitable” (“How to Find a Habitalbe Planet”). “Parecen estar muy por delante del resto de nosotros que aún seguimos reflexionando sobre estas cuestiones.”

Sin embargo, otros creen que la investigación es prometedora. “Este es uno de los estudios más completos de la Zona Galáctica Habitable hasta la fecha”, dice Lewis Dartnell, astrobiólogo de la University College London. “Los resultados son intrigantes, ya que encuentran que las supernovas de enanas blancas son al menos cinco veces más letales para la vida compleja de mundos habitables que las supernovas por colapso de núcleo”.

La GHZ no es estática; el artículo de investigación escrito por el equipo de Gowanlock señala de que con el tiempo la metalicidad de la Galaxia empezará a incrementar las zonas más alejadas del centro galáctico.

“Esto se debe a que las estrellas que se forman en una fecha posterior tienen una mayor probabilidad de tener planetas terrestres”, dice Gowanlock. Como resultado de ello, tal vez el apogeo de la vida en nuestra Galaxia está aún por venir.

This story was originally published in English.

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